JP4422732B2 - テストハンドラ用ハイフィックスボードクランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、テストハンドラ用ハイフィックスボードクランプ装置に関する。

一般に、テストハンドラは所定の製造工程を経て製造されている半導体素子をテスタによりテストできるようにサポートし、テストの結果に応じて半導体素子を等級別に分類して顧客トレイに積載する機器であって、既に多数の公開文書を通じて公開されている。

図１は、従来のテストハンドラ１００を示す概略斜視図であり、図２は、テストハンドラ１００の主要部を上側から見た概念図であって、図１及び図２を参照して、従来のテストハンドラの主要部分について概略的に説明すれば、以下の通りである。

まず、図１を参照すれば、従来のテストハンドラ１００は、ローディング装置１１０、ソークチャンバ１２０、テストチャンバ１３０、ディソークチャンバ１４０、アンローディング装置１５０及びプレス装置１６０を備えている。

さらに、図２に示すように、テストチャンバ１３０の後方にはテストチャンバ１３０に位置するテストトレイ上の半導体素子をテストするためのテスタ１７０が配置される。図３は、テスタ１７０をより詳細に示す概略図であって、図３を参照すれば、テスタ１７０はマトリクス状に配列されている多数のテストソケット１７１−１を有する２つのハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂが1つのテストヘッド１７２に上下に配置される構成にすることで、それぞれのハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂがテストトレイ１１ａ、１１ｂを1つずつ担当するようにしている。

一方、前記テストハンドラ１００を概略的に説明すれば、以下の通りである。

まず、符号１０ａの顧客トレイに積載されている半導体素子がローディング装置１１０によりローディング位置にあるテストトレイへローディング（移送及び積載）されれば、半導体素子を積載しているテストトレイを予熱または予冷するために設けられるソークチャンバ１２０を経由させた後、テストチャンバ１３０へ移送する。続いて、２枚のテストトレイが上下２段に配列されてテストチャンバ１３０上において、図１及び図２に示すように、符号１１ａ及び１１ｂのような位置状態となれば、プレス装置１６０がテストトレイ１１ａ、１１ｂをテスタ１７０側へ押してテストトレイ１１ａ、１１ｂがテスタ１７０のハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂに密着（より詳細には、テストトレイに積載されている半導体素子とハイフィックスボードに配列されているテストソケットとの間の接続）する。その後、テスタ１７０により積載されている半導体素子のテストが行われると、テストトレイの温度を回復させるために設けられるディソークチャンバ１４０を経由させた後、アンローディング位置へ移送する。そして、アンローディング装置１５０によりアンローディング位置にあるテストトレイに積載されている半導体素子が窮極的に符号１０ｂの顧客トレイへアンローディングされ、アンローディング位置にあるテストトレイを再びローディング位置へ移送する。

このような過程でプレス装置１６０によりテストトレイ１１ａ、１１ｂをハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂに密着させる場合、ハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂがテストチャンバ１３０側にしっかりと結合されていなければ、テストトレイ１１ａ、１１ｂとハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂとの強固な密着ができず、半導体素子とテストソケット１７１−１との間の適切な接続ができないので、クランプ装置によりハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂがテストチャンバ１３０側に強固に結合され得るようにしている。

図４は、このような従来のクランプ装置を示す概略図である。

図４を参照すれば、従来のクランプ装置は、1つのハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂ当たりに４個のクランプユニット１９０（説明の便宜上、各クランプユニットの構成が何れも同一であるので、同じ符号を付す）を備える。そして、各クランプユニット１９０は、シリンダ１９１と、シリンダ１９１のピストンロッド１９１ａと結合されて前／後進することで、ハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの辺をクランプするクランパ１９２を含んで構成される。そして、８個のクランプユニット１９０のうちの４個はハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの左側端をクランプするか、クランプを解除するようにし、残りの４個はハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの右側端をクランプするか、クランプを解除するようにした。

一方、近年のテストハンドラの開発傾向を見れば、半導体素子の需要増に伴い、同時間当たりにテストできる半導体素子の数を増やす方向に進んでいる。これまでは、主にテストハンドラの各構成のうちのローディング装置やアンローディング装置の稼動率を高めるなど、不要に発生し得る時間の遅延要素を克服するか、２枚のテストトレイに積載されている半導体素子を一度にテストすることで、処理速度を増加させてきた。それに加え、テストトレイの広さを拡張して、より多くの半導体素子を積載させることで一回にテストできる半導体素子の数を増やし処理速度を増加させる方策が工夫されているが、テストトレイ及びそれに対応する構成要素の拡張した分だけ更に、拡大する熱変形などによる問題点やその他の構造的な問題点のため、テストトレイの広さをさらに拡大するのは困難であった。しかしながら、テストトレイの拡張により一回にテストできる半導体素子の数を増大させることは、依然としてメリットのある方法であるため、持続的な研究開発が行われており、そのような研究開発の成果により、近い将来にはテストトレイの広さを拡張できると予想される。従って、もし、テストトレイの広さを拡張することとなれば、それに対応するハイフィックスボードの広さも当然拡張しなければならないだろう。

ところが、拡張したハイフィックスボードをテストハンドラ側に強固に密着させるために、図４のような従来技術によるクランプ装置を採用すれば、図５の参照図に示すように、ハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの中央線Ｃ付近の地点に隙間が広がるという不具合が必然的に発生する。このような点はプレス装置１６０によりテストトレイ１１ａ、１１ｂがハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂに密着されるとき、その中央線付近の一定領域Ｅに位置する半導体素子とテストソケットとの間の適切な接続に不良を発生させるため、テストトレイ１１ａ、１１ｂの大きさを拡張するのに障害をもたらす要素として作用するのは明らかである。

もし、図４のクランプユニット１９０をさらに設け、ハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの上端辺及び下端辺をクランプするように構成するのであれば、上下２段で配列される２つのハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの間に互いに対向する辺をクランプすることは困難である。なぜなら、クランプユニット１９０の構成要素であるシリンダ１９１の設置空間とハイフィックスボード１７１ａ、１７１ｂの占める空間との間に互いに干渉が生じるからであるが、だからといって、ハイフィックスボードを1つだけで構成させることは却って一回にテストできる半導体素子の数を減少させてしまうため、考慮の対象とならなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、一列に配列されている複数のハイフィックスボードの中央部分をクランプできるテストハンドラ用ハイフィックスボードクランプ装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明によるテストハンドラ用ハイフィックスボードクランプ装置は、並設される２以上のハイフィックスボードの間に設けられて前記２以上のハイフィックスボードの対向する辺を共にクランプできるように設けられる少なくとも１つ以上の回転運動式クランプユニットと、前記２以上のハイフィックスボードの前記対向する辺を除くそれ以外の辺をクランプできるように設けられる多数のクランプユニットとを含み、前記回転運動式クランプユニットは、位置固定された回転点を中心に回転することで、前記２以上のハイフィックスボードの前記対向する辺を共にクランプするか、クランプを解除するように設けられるクランパと、前記クランパに回転力を提供するための動力装置とを含み、前記動力装置は、シリンダを含み、前記シリンダは前記対向する辺の延長線と並行して設けられ、前記対向する辺の間に設けられないことを特徴とする。

前記多数のクランプユニットは直線運動式クランプユニットと回転運動式クランプユニットとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、ハイフィックスボードの全ての辺をクランプさせることができ、ハイフィックスボードの中央部分において隙間が広がる問題を解決できるため、テストトレイの広さを拡張でき、それにより、１回にテストできる半導体素子の数を増大させるという効果を奏する。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明によるテストハンドラ用ハイフィックスボードクランプ装置の好適な実施形態を説明する。

本実施形態によるクランプ装置は、上下３段に並設されるハイフィックスボードをクランプするように構成され、図６は、このようなクランプ装置を示す概略図である。

図６に示すように、本実施形態によるクランプ装置は、符号６１０で示される１２個の直線運動式クランプユニットと、符号６２０で示される４個の回転運動式クランプユニットを含んで構成される（直線運動式クランプユニットは何れも同じ構成となっており、４個の回転運動式クランプユニットも互いに同じ構成を有するので、説明の便宜上、直線運動式クランプユニットは統一して符号６１０で示し、回転運動式クランプユニットは統一して符号６２０で示す）。

直線運動式クランプユニット６１０は、従来技術で上述したように、シリンダ６１１と、シリンダ６１１のピストンロッド６１１ａに結合されてピストンロッド６１１ａの直線運動と共に直線運動しながら、ハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃの辺をクランプする直線運動式クランパ６１２を備える。１２個の直線運動式クランプユニット６１０のうちの４個は符号２７１ａのハイフィックスボードの左右両端辺をクランプするか、クランプを解除し、他の４個は符号２７１ｂのハイフィックスボードの左右両端辺をクランプするか、クランプを解除し、残りの４個は符号２７１ｃのハイフィックスボードの左右両端辺をクランプするか、クランプを解除する。

そして、４個の回転運動式クランプユニット６２０のうちの２個はそれぞれ符号２７１ａと２７１ｂ、符号２７１ｂと２７１ｃのハイフィックスボードの間に互いに対向する辺を共にクランプするか、クランプを解除し、残りの２個はそれぞれ符号２７１ａと２７１ｃのハイフィックスボードの上端辺及び下端辺をクランプするか、クランプを解除する。このような回転運動式クランプユニット６２０をより具体的に説明すれば、それぞれ、シリンダ６２１、回転運動式クランパ６２２、連結リンク６２３を備える。ここで、回転運動式クランパ６２２は中心Ａを回転点として回転可能に固定され、連結リンク６２３は一側はシリンダ６２１のピストンロッド６２１ａに回転可能に結合され、他側は回転運動式クランパ６２２の中心Ａから所定間隔だけ離間した地点Ｂに回転可能に結合される。従って、シリンダ６２１が作動しピストンロッド６２１ａは前進または後進すれば、四角リンクの原理により直線運動が円運動に転換されて、回転運動式クランパ６２２は中心Ａを回転点として回転する。

上述したように構成されるクランプ装置の作動状態について、図７乃至図９を参照して説明する。

ハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃが位置する前には、図７に示すように、各シリンダ６１１、６２１のピストンロッド６１１ａ、６２１ａは後進状態にあり、クランプ解除状態にある。

その後、図８に示すように、ハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃが位置し、各クランプユニット６１０、６２０を作動させて、図９に示すように、ハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃをクランプさせる。

まず、直線運動式クランプユニット６１０を説明すれば、各シリンダ６１１が作動してピストンロッド６１１ａが前進し、それにより直線運動式クランパ６１２が前進することで、それぞれに対応するハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃの各辺をクランプする。

そして、回転運動式クランプユニット６２０を説明すれば、各シリンダ６２１の作動により、ピストンロッド６２１ａが前進し、ピストンロッド６２１ａの直線運動は連結リンク６２３を経て四角リンクの原理により円運動に転換されて、クランパ６２２が中心Ａを回転点として回転することで、上下に配列されているハイフィックスボード２７１ａ、２７１ｂ／２７１ｂ、２７１ｃの互いに対向する辺を共にクランプするか、符号２７１ａのハイフィックスボードの上端辺または符号２７１ｃのハイフィックスボードの下端辺をクランプする。

このような作動によって図９に示すように、ハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃの左右側の辺だけでなく、上下側の辺もすべてクランプされるため、ハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃの中央線付近の地点に隙間が広がるという問題を解決できる。

尚、本発明でハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃの左右側の辺は直線運動式クランプユニット６１０を採用し、符号２７１ａ及び２７１ｃのハイフィックスボードの上端辺及び下端辺は回転運動式クランプユニット６２０を採用しているが、ハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃの左右側の辺や符号２７１ａ及び２７１ｃのハイフィックスボードの上端辺及び下端辺、すなわち、ハイフィックスボード２７１ａ〜２７１ｃの間に互いに対向する辺以外の辺に対するクランプのためには、回転運動式や直線運動式クランプユニットの何れも採用可能であるので、実施次第で直線運動式や回転運動式クランプユニットを選択的に採用できる。

尚、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明はその等価物も含まれる。

従来のテストハンドラを概略的に示す斜視図である。 図１のテストハンドラの主要部を上側から見た概念図である。 図１のテストハンドラに結合される従来のテスタを概略的に示す斜視図である。 図１のテストハンドラに採用されている従来のクランプ装置を示す概略図である。 図１のクランプ装置の問題点を説明するための参照図である。 本発明の実施形態によるクランプ装置を示す概略図である。 ハイフィックスボードが位置する前の図６のクランプ装置の作動状態を説明するための作動状態図である。 ハイフィックスボードがセットされたのちハイフィックスボードをクランプさせる前の図６のクランプ装置の作動状態を説明するための作動状態図である。 ハイフィックスボードをクランプさせる図６のクランプ装置の作動状態を説明するための作動状態図である。

符号の説明

６１０…直線運動式クランプユニット、６２０…回転運動式クランプユニット、６１１，６２１…シリンダ、６１１ａ，６２１ａ…ピストンロッド、６１２…直線運動式クランパ、６２２…回転運動式クランパ、６２３…連結リンク、Ａ…回転点。

Claims (2)

1. 並設される２以上のハイフィックスボードの間に設けられて前記２以上のハイフィックスボードの対向する辺を共にクランプできるように設けられる少なくとも１つ以上の回転運動式クランプユニットと、
   前記２以上のハイフィックスボードの前記対向する辺を除くそれ以外の辺をクランプできるように設けられる多数のクランプユニットとを含み、
   前記回転運動式クランプユニットは、
   位置固定された回転点を中心に回転することで、前記２以上のハイフィックスボードの前記対向する辺を共にクランプするか、クランプを解除するように設けられるクランパと、
   前記クランパに回転力を提供するための動力装置と
   を含み、
   前記動力装置は、シリンダを含み、前記シリンダは前記対向する辺の延長線と並行して設けられ、前記対向する辺の間に設けられない
   ことを特徴とするテストハンドラ用ハイフィックスボードクランプ装置。
2. 前記多数のクランプユニットは直線運動式クランプユニットと回転運動式クランプユニットとを含むことを特徴とする請求項１に記載のテストハンドラ用ハイフィックスボードクランプ装置。

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